Seis nuevos planetas rebeldes nos hablan de cómo nacen las estrellas
El telescopio espacial James Webb ha detectado seis mundos extraños del tamaño de planetas pero que se formaron como estrellas. El más pequeño de ellos podría estar construyendo su propio sistema solar en miniatura.
Por Roberto Molar Candanosa
Nueva imagen del estudio espectroscópico de la nebulosa NGC1333 realizado por el James Webb. Crédito: ESA/Webb, NASA & CSA, A. Scholz, K. Muzic, A. Langeveld, R. Jayawardhana
El telescopio espacial James Webb ha detectado seis mundos probablemente errantes, unos objetos con masas similares a las de un planeta pero desvinculados de la gravedad de cualquier estrella. Entre ellos hay uno que se erige como el más ligero jamás identificado, con un disco polvoriento a su alrededor.
Los elusivos objetos ofrecen nueva evidencia de que los mismos procesos cósmicos que dan origen a las estrellas también pueden desempeñar un papel destacado en la creación de planetas solo un poco más grandes que Júpiter.
«Estamos sondeando los límites mismos del proceso de formación estelar —dice el autor principal del hallazgo, el astrofísico Adam Langeveld, de la Universidad Johns Hopkins, en Estados Unidos. Y añade—: Si tienes un objeto que se parece a un Júpiter joven, ¿es posible que se haya convertido en una estrella en las condiciones adecuadas? Este es un contexto importante para comprender la formación de estrellas y planetas».
Cazados en una joven nebulosa de la constelación de Perseo
Los hallazgos provienen del estudio más profundo que ha llevado a cabo el James Webb de la joven nebulosa NGC1333, un cúmulo de formación estelar a unos mil años luz de distancia, en la constelación de Perseo. Una nueva imagen del sondeo publicada por la Agencia Espacial Europea (ESA) nos presenta a NGC1333 brillando con espectaculares muestras de polvo y nubes interestelares.
El artículo que detalla este sorprendente hallazgo ha sido publicado en The Astronomical Journal.
Los datos del James Webb sugieren que los mundos descubiertos son gigantes gaseosos de cinco a diez veces más masivos que Júpiter. Eso significa que se encuentran entre los objetos de menor masa jamás encontrados y que crecieron a partir de un proceso que generalmente produciría estrellas y enanas marrones, objetos que se extienden a ambos lados del límite entre estrellas y planetas que nunca encienden la fusión de hidrógeno y se desvanecen con el tiempo.
«Hemos utilizado la sensibilidad sin precedentes del James Webb en longitudes de onda infrarrojas, para buscar los miembros más débiles de un joven cúmulo estelar y tratar de responder a una pregunta fundamental en astronomía: ¿Cómo de ligero puede ser un objeto que se forma como una estrella? —dice Ray Jayawardhana, astrofísico y autor principal del estudio. Y añade—: Resulta que los objetos flotantes más pequeños que se forman como estrellas coinciden en masa con exoplanetas gigantes que giran alrededor de estrellas cercanas».
Las observaciones del telescopio no revelaron ningún objeto de masa inferior a cinco Júpiteres a pesar de poseer sensibilidad suficiente para detectar tales cuerpos. Esto es un claro indicio de que cualquier objeto estelar más ligero de ste umbral tiene más probabilidades de formarse como los planetas, concluyen los autores.
El más intrigante de los objetos sin estrellas es también el más ligero
«Nuestras observaciones confirman que la naturaleza produce objetos de masa planetaria en al menos dos formas diferentes: desde la contracción de una nube de gas y polvo, la forma en que se forman las estrellas, y en discos de gas y polvo alrededor de estrellas jóvenes, como lo hizo Júpiter en nuestro propio sistema solar», explica Jayawardhana.
El más intrigante de los objetos sin estrellas es también el más ligero, con una masa estimada de cinco Júpiteres (unas 1.600 Tierras). La presencia de un disco polvoriento significa que el objeto se formó casi con certeza como una estrella, ya que el polvo espacial generalmente gira alrededor de un objeto central en las primeras etapas de la formación de estrellas, según Langeveld, investigador postdoctoral en el grupo de Jayawardhana.
Los discos también son un requisito previo para la formación de planetas, lo que sugiere que las observaciones también pueden tener implicaciones importantes para posibles miniplanetas.
«Esos pequeños objetos con masas comparables a las de los planetas gigantes pueden ser capaces de formar sus propios planetas —comenta el coautor del estudio Aleks Scholz, astrofísico de la Universidad de St Andrews, en Escocia. Y continúa—: Esto podría ser una guardería de un sistema planetario en miniatura, en una escala mucho más pequeña que el Sistema Solar».
Diecinueve enanas marrones, a examen
Utilizando la cámara para el infrarrojo cercano y rspectrógrafo sin ranura (NIRISS) del James Webb, los astrónomos midieron el perfil de luz infrarroja —o espectro— de cada objeto en la porción observada del cúmulo estelar y reanalizaron diecinueve enanas marrones conocidas. También descubrieron una nueva enana marrón con una compañera de masa planetaria, un hallazgo poco común que desafía las teorías sobre cómo se forman los sistemas binarios.
Rotación de la cámara para el infrarrojo cercano y rspectrógrafo sin ranura (NIRISS) del James Webb.
«Es probable que esta pareja se formara del mismo modo que los sistemas binarios, a partir de una nube que se fragmenta al contraerse —explica Jayawardhana. Y añade—: La diversidad de sistemas que ha producido la naturaleza es notable y nos empuja a refinar nuestros modelos de formación de estrellas y planetas».
Los mundos rebeldes pueden originarse a partir del colapso de nubes moleculares que carecen de la masa necesaria para la fusión nuclear que impulsa a las estrellas. También pueden formarse cuando el gas y el polvo de los discos que rodean a las estrellas se fusionan en mundos similares a planetas que acaban siendo expulsados de sus sistemas estelares, tal vez debido a interacciones gravitatorias con otros cuerpos.
Sus masas se solapan con las de gigantes gaseosos y enanas marrones
Estos objetos flotantes desdibujan las clasificaciones de los cuerpos celestes, porque sus masas se solapan con las de gigantes gaseosos y enanas marrones. Aunque estos objetos se consideran raros en la Vía Láctea, los nuevos datos del James Webb muestran que representan alrededor del 10% de los cuerpos celestes del cúmulo estelar estudiado.
En los próximos meses, el equipo escudriñará más atmósferas de estos débiles objetos y las comparará con las de enanas marrones y planetas gigantes gaseosos más pesados. También se les ha concedido tiempo en el telescopio James Webb para estudiar objetos similares con discos polvorientos para explorar la posibilidad de que formen mini sistemas planetarios parecidos a las numerosas lunas de Júpiter y Saturno.▪️
Información facilitada por la Universidad Johns Hopkins -Adaptación: Enrique Coperías / RexMolón Producciones
Fuente: Adam Langeveld et al. The JWST/NIRISS Deep Spectroscopic Survey for Young Brown Dwarfs and Free-Floating Planets. The Astronomical Journal (2024). DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2408.12639
